繼電保護(hù) 期末試題 西南交大

1、2.9如圖2.57所示網(wǎng)絡(luò)，流過(guò)保護(hù)1、2、3的最大負(fù)荷電流分別為400A、500A、550A，,，。試計(jì)算：（1）保護(hù)4的過(guò)電流定值；（2）保護(hù)4的過(guò)電流定值不變，保護(hù)1所在元件故障被切除，當(dāng)返回系數(shù)低于何值時(shí)會(huì)造成保護(hù)4誤動(dòng)？（3）時(shí)，保護(hù)4的靈敏系數(shù)，當(dāng)時(shí)，保護(hù)4的靈敏系數(shù)降低到多少？ 解：（1）流過(guò)保護(hù)4的最大負(fù)荷電流為保護(hù)4的過(guò)電流定值為時(shí)限為（2）保護(hù)1切除故障后，流過(guò)保護(hù)4的最大負(fù)荷電流考慮到電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)出現(xiàn)的最大自啟動(dòng)電流,這個(gè)電流必須小于保護(hù)4的返回電流，否則1.5s以后保護(hù)4將誤切除。相應(yīng)的要求，從而有，。所以當(dāng)返回系數(shù)低于0.535時(shí)，會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)。（3）保護(hù)4 的靈

2、敏系數(shù)，從而有則當(dāng)=0.7時(shí)，即靈敏度下降到。2.11 在雙側(cè)電源供電的網(wǎng)絡(luò)中，方向性電流保護(hù)利用了短路時(shí)電氣量什么特征解決了僅利用電流幅值特征不能解決的什么問(wèn)題？ 答：在雙側(cè)電源供電的網(wǎng)絡(luò)中，利用電流幅值特征不能保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。方向性電流保護(hù)利用短路時(shí)功率方向的特征，當(dāng)短路功率由母線流向線路時(shí)表明故障點(diǎn)在線路方向上，是保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作的方向，允許保護(hù)動(dòng)作。反之，不允許保護(hù)動(dòng)作。用短路時(shí)功率方向的特征解決了僅用電流幅值特征不能區(qū)分故障位置的問(wèn)題，并且線路兩側(cè)的保護(hù)只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。2.14為了保證在正方向發(fā)生各種短路時(shí)功率判別元件都動(dòng)作，需要確定接線方式及內(nèi)角，

3、請(qǐng)給出90o接線方式正方向短路時(shí)內(nèi)角的范圍。答：（1）正方向發(fā)生短路時(shí)，有0o<a<90o。（2）正方向發(fā)生兩相短路，當(dāng)短路點(diǎn)位于保護(hù)安裝處附近，短路阻抗Zd<<Zs時(shí)，0o<a<90o；當(dāng)短路點(diǎn)遠(yuǎn)離保護(hù)安裝處，且系統(tǒng)容量很大Zd>>Zs時(shí), -30o<a<60o。綜合三相和各種兩相短路的分析得出，當(dāng)0o<<90o時(shí)，使方向繼電器在一切故障情況下都能動(dòng)作的條件應(yīng)為30o<a<60o。2.19.系統(tǒng)示意圖如圖2.58所示，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)變壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開(kāi)機(jī)方式為4臺(tái)機(jī)全開(kāi)，最小開(kāi)機(jī)方式為兩側(cè)各開(kāi)1臺(tái)機(jī)，

4、變壓器T5和T6可能2臺(tái)也可能1臺(tái)運(yùn)行。參數(shù)為：，,， ，線路阻抗， 、。（1） 請(qǐng)畫(huà)出所有元件全運(yùn)行時(shí)三序等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)注參數(shù)；（2） 所有元件全運(yùn)行時(shí)，計(jì)算B母線發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路時(shí)的零序電流分布；（3） 分別求出保護(hù)1、4零序II段的最大、最小分支系數(shù)；（4） 分別求出保護(hù)1、4零序I、II段的定值，并校驗(yàn)靈敏度；（5） 保護(hù)1、4零序I、II段是否需要安裝方向元件；（6） 保護(hù)1處裝有單相重合閘，所有元件全運(yùn)行時(shí)發(fā)生系統(tǒng)振蕩，整定保護(hù)1不靈敏I段定值。解：（1）先求出線路參數(shù)，即 ，, ，,所有元件全運(yùn)行時(shí)三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖1(a）、(b)、(c)所示。1(a)1(b

5、)1(c)（2）先求出所有元件全運(yùn)行時(shí)，B母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)等值圖。1）單相接地短路時(shí)，故障端口正序阻抗為 故障端口負(fù)序阻抗為 故障端口零序阻抗為 則B母線分別發(fā)生單相接地時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)等值圖如圖2所示。因?yàn)?，可以?dǎo)出 是一個(gè)串聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)。圖2故障端口零序電流為 在零序網(wǎng)中分流從而得到此時(shí)流過(guò)保護(hù)1、4的零序電流分別為 畫(huà)出B母線發(fā)生單相接地時(shí)零序電流分布圖如圖3所示。圖32）B母線兩相接地短路時(shí)，故障端口各序阻抗和單相接地短路時(shí)相同，即， 因?yàn)?，可以?dǎo)出 是一個(gè)并聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)。則復(fù)合序網(wǎng)圖如圖4所示。圖4故端口正序電流為故障端口零序電流為同樣的，流過(guò)保護(hù)1、4的零

6、序電流分別 從而得到如圖5所示B母線兩相接地短路時(shí)的零序電流分布圖。圖5(3)先求保護(hù)1的分支系數(shù)。 當(dāng)BC段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖6所示。圖6對(duì)，當(dāng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最大，有 當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最小，有 對(duì),當(dāng)、只有一臺(tái)運(yùn)行時(shí)最大，；當(dāng)、兩臺(tái)全運(yùn)行時(shí)最小，。因此，保護(hù)1的最大分支系數(shù) 最小分支系數(shù)同樣地分析保護(hù)4的分支系數(shù)。當(dāng)AB段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖7所示。圖7對(duì),當(dāng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最大，有當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最小，有對(duì),當(dāng)、只有一臺(tái)運(yùn)行時(shí)最大，；當(dāng)、兩臺(tái)全運(yùn)行時(shí)最小，。因此，保護(hù)4的最大分支系數(shù)最小分支系數(shù)(4

7、)保護(hù)1整定計(jì)算零序I段：根據(jù)前面分析的結(jié)果，母線B故障流過(guò)保護(hù)1的最大零序電流為故I段定值為求保護(hù)1的零序II段定值，應(yīng)先求出保護(hù)3的零序一段定值，設(shè)在母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過(guò)保護(hù)3的最大零序電流。此時(shí)有母線C單相接地短路時(shí)，有從而求得母線C單相接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)3的電流母線C處兩相接地短路時(shí)，有正序電流零序電流從而求得流過(guò)保護(hù)3的電流這樣，母線C處兩相接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)3的最大零序電流保護(hù)3的零序I段定值為這樣，保護(hù)1的零序II段定值為（整定時(shí)，分支系數(shù)取最小值）校驗(yàn)靈敏度：母線B接地故障流過(guò)保護(hù)1的最小零序電流 靈敏系數(shù) 保護(hù)4整定計(jì)算零序I段：根據(jù)前面分析的

8、結(jié)果，母線B故障流過(guò)保護(hù)4的最大零序電流為，故I段定值為求保護(hù)4的零序II段定值，應(yīng)先求出保護(hù)2的零序一段定值，設(shè)在母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過(guò)保護(hù)2的最大零序電流。此時(shí)有 A處單相接地時(shí)，有從而求得流過(guò)保護(hù)2的電流A處兩相接地時(shí)，有正序電流零序電流從而求得流過(guò)保護(hù)2的電流這樣，流過(guò)保護(hù)2的最大零序電流保護(hù)2的零序I段定值為這樣，保護(hù)4的零序II段定值為校驗(yàn)靈敏度：母線B接地故障流過(guò)保護(hù)4的最小零序電流靈敏系數(shù)(5)是否加裝方向元件分析：計(jì)算母線A發(fā)生接地短路時(shí)（最大運(yùn)行方式、單相及兩相接地）流過(guò)保護(hù)1的最大零序電流，然后將該零序電流值與保護(hù)1的I、II段定值相比較，如果零序電流小于定值，則A母線接地短路時(shí)保護(hù)1的零序電流繼電器不會(huì)啟動(dòng)，所以不必加方向元件；如果零序電流大于定值，則必須加裝方向元件。對(duì)保護(hù)1而言：由第（4）問(wèn)分析知道：當(dāng)母線A在最大運(yùn)行方式下單相接地時(shí)流過(guò)保護(hù)1的零序電流最大，為：，大于保護(hù)1的I、II段整定值，故需要加裝方向元件。對(duì)保護(hù)4而言：當(dāng)母線C在最大運(yùn)行方式下單相接地時(shí)流過(guò)保護(hù)4的零序電流最大，為：，大于保護(hù)4的I、II段整定值，故需要加裝方向元件。